JPH0726204U - Bicycle rim - Google Patents
Bicycle rimInfo
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- JPH0726204U JPH0726204U JP6207093U JP6207093U JPH0726204U JP H0726204 U JPH0726204 U JP H0726204U JP 6207093 U JP6207093 U JP 6207093U JP 6207093 U JP6207093 U JP 6207093U JP H0726204 U JPH0726204 U JP H0726204U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ハブ・スポーク・リムの組み合わせによって
構成される自転車用車輪において、リムの耐摩耗性を向
上しかつリムとブレーキシューの食い込み力を高め、雨
水によるハイドロプレーニング現象の発生を防止したア
ルミニウム合金リムを提供することである。
【構成】 ハブとアルミニウム合金よりなるリムとの間
をスポークで結合した自転車用車輪において、ブレーキ
シュー３を側面に配設したアルミニウム合金リム２がＡ
ｌ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｚｎ
−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系合金等のＡｌ
合金を母材とし、平均粒径０．５ないし２０μm のＳｉ
ＣあるいはＡｌ2 Ｏ3 等の高硬度のセラミック粒子Ａ
を、上記母材中に０．５ないし２０重量％並びに不可避
不純物を含有した金属基複合材料から成る自転車用リム
(57) [Summary] [Purpose] In a bicycle wheel composed of a combination of hubs, spokes, and rims, the wear resistance of the rim is improved and the biting force between the rim and the brake shoes is increased, and the hydroplaning phenomenon caused by rainwater is prevented. An object is to provide an aluminum alloy rim that is prevented from occurring. [Structure] In a bicycle wheel in which a hub and a rim made of an aluminum alloy are connected by a spoke, an aluminum alloy rim 2 having a brake shoe 3 on a side surface is
1-Cu based alloy, Al-Mg-Si based alloy, Al-Zn
Al such as -Mg-based alloy and Al-Zn-Mg-Cu-based alloy
Si alloy with an average grain size of 0.5 to 20 μm
C or high hardness ceramic particles A such as Al 2 O 3
A rim for a bicycle, which is made of a metal-based composite material containing 0.5 to 20% by weight of the base material and unavoidable impurities.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、ハブ、スポーク、リムの組み合わせによって構成される自転車用車 輪の特に、アルミニウム合金の押し出し材を曲成して製作する形式のリムに関す るもので、リムの耐摩耗性を高めるとともに、リムとブレーキシューの食い込み 力を向上させブレーキ制動を高めようとするものである。 The present invention relates to a bicycle wheel composed of a combination of a hub, spokes, and a rim, and particularly to a rim of a type manufactured by bending an extruded material of aluminum alloy, which enhances the wear resistance of the rim. At the same time, it aims to improve the braking force by improving the biting force between the rim and the brake shoes.
【０００２】[0002]
自転車用リムの耐摩耗性及びブレーキ制動の向上を図るための従来技術は、例 えば特公昭５４−１６０８８号、実公昭５７−３６４８６号、特開昭６３−１０ ６１０号、特開昭６３−３０５００４号、特開昭６４−７４１０３号、特開平１ −１２２７０１号等に開示されているような構造のものである。 Prior arts for improving wear resistance and braking of bicycle rims include, for example, Japanese Patent Publication No. 54-16088, Japanese Utility Model Publication No. 57-36486, Japanese Patent Publication No. 63-10610, and Japanese Patent Publication No. 63-610. No. 305004, JP-A-64-74103, JP-A-1-122701 and the like.
【０００３】 すなわち、特公昭５４−１６０８８号の発明では、リムの制動用摩擦片の当接 部をブラスティング処理して多数のクレータを設け、該クレーターの開口部に先 鋭な突起を摩擦片及びリムの回転方向に向けて設けて制動摩擦面とし、実公昭５ ７−３６４８６号の考案では、リムの側面部にブレーキパッド材を全域的に、又 は、適宜ピッチで埋設しこれらブレーキパッド材の突出端面をリムの側面部から 適宜量突出させた構造とし、特開昭６３−１０６１０号の発明では、リムのブレ ーキシューと接する面の少なくとも一部に梨子地肌の金属及び／又はセラミック スの溶射皮膜層を形成し、特開昭６３−３０５００４号の発明では、リムのブレ ーキシューと接する面の少なくとも一部に、梨子地肌の金属及び／又はセラミッ クスの溶射皮膜層を形成した板等の部材を取り付け、特開昭６４−７４１０３号 の発明では、リムの側面に比較的に弾性係数の大きい、すなわち柔軟性に富んで いる接着剤を使用して摩擦材による被覆層を形成し、特開平１−１２２７０１号 の発明では、リムの側面に比較的に弾性係数の大きい、すなわち柔軟性に富んで いる各種合成樹脂及び各種接着剤等の結合材を使用してセラミックスによる被覆 層を形成した構造のもの等である。That is, in the invention of Japanese Examined Patent Publication No. 54-16088, the contact portion of the friction piece for braking of the rim is blasted to provide a large number of craters, and a sharp projection is provided at the opening of the crater. Also, in the invention of Japanese Utility Model Publication No. 57-36486, the brake pad material is embedded in the side surface portion of the rim over the entire area or at an appropriate pitch in order to provide a braking friction surface. In the invention of JP-A-63-10610, at least a part of the surface of the rim in contact with the brake shoe is a metal and / or ceramic ceramic with a satin finish. In the invention of Japanese Patent Laid-Open No. 63-305004, at least a part of the surface of the rim in contact with the brake shoe has a pear textured metal and / or ceramic. A member such as a plate having a sprayed coating layer is attached to the side surface of the rim with an adhesive having a relatively large elastic coefficient, that is, a flexible material. A coating layer made of a friction material is formed on the side surface of the rim. A structure in which a coating layer made of ceramics is formed by using
【０００４】 ところが、上述の従来例の構成の自転車用又は二輪車用リムでは、全て二次加 工、例えばクレータ設置のための加工、ブレーキパッド材の埋設加工、摩擦材（ 金属、セラミックス）による被覆層の形成加工等が必要であるため、これらの作 業に多大の時間を要するという問題がある。However, in the bicycle or motorcycle rim having the above-described configuration of the conventional example, all secondary processing, for example, processing for crater installation, burying processing of brake pad material, coating with friction material (metal, ceramics) Since it is necessary to form and process layers, there is a problem that these operations require a lot of time.
【０００５】 他方、接着剤や結合材などにより、或いは溶射により摩擦材をリムに密着させ るため、長い年月が経過するうちに摩擦材の剥離等により、リムとブレーキシュ ーの制動力が低下するという問題がある。On the other hand, since the friction material is brought into close contact with the rim by an adhesive agent, a bonding material or the like, or by thermal spraying, the braking force between the rim and the brake shoe is increased by peeling the friction material over a long period of time. There is a problem of decrease.
【０００６】[0006]
かかる従来技術の問題点を解消し、本考案は、ハブ・スポーク・リムの組み合 わせによって構成される自転車用車輪において、リムの耐摩耗性を向上しかつリ ムとブレーキシューの食い込み力を高め、雨水によるハイドロプレーニング現象 の発生を防止したアルミニウム合金リムを提供することを課題とする。 The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and the present invention improves the wear resistance of the rim and the bite force of the rim and the brake shoe in the bicycle wheel configured by the combination of the hub, the spoke, and the rim. It is an object of the present invention to provide an aluminum alloy rim that is enhanced and prevents the occurrence of a hydroplaning phenomenon due to rainwater.
【０００７】[0007]
上記課題を解決するために、本考案は、ハブとアルミニウム合金よりなるリム との間をスポークで結合した自転車用車輪において、前記アルミニウム合金リム が、Ａｌ合金を母材とし、平均粒径０．５ないし２０μm のＳｉＣあるいはＡｌ 2 Ｏ3 等の高硬度のセラミック粒子を、上記母材中に０．５ないし２０重量％並 びに不可避不純物を含有した金属基複合材料から成る自転車用リムとしたことで ある。 In order to solve the above problems, the present invention relates to a bicycle wheel in which a hub and a rim made of an aluminum alloy are connected by spokes, the aluminum alloy rim having an Al alloy as a base material and an average grain size of 0. 5 to 20 μm SiC or Al 2 O3 A ceramic rim of high hardness, etc., is used as a bicycle rim made of a metal matrix composite material containing 0.5 to 20% by weight of the base material and inevitable impurities.
【０００８】[0008]
本考案のリム２の一部切断斜視図を図１に示す。図１においてＡはＳｉＣある いはＡｌ2 Ｏ3 等のセラミック粒子で、これはＡｌ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｍｇ− Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系合金等のＡｌ 合金を母材とし、この母材中に平均粒径０．５ないし２０μm のＳｉＣあるいは Ａｌ2 Ｏ3 等の高硬度のセラミック粒子を０．５ないし２０重量％含有したもの である。この金属基複合材料の組織の拡大断面の説明図を図２に示す。図２に見 られるように、この金属基複合材料はアルミニウム合金の母材中にＳｉＣの粒子 Ａが分散して含有され材料表面からも突出し、表面にひかかりを全面に形成する 。このため、図３に示すように、ブレーキシュー３がリム２にセットされると、 ブレーキをかけたときに、ブレーキシュー３の弾性体がリム２表面のＳｉＣ粒子 Ａの突出したひかかりに食い込み、ブレーキシュー３とリム２の摩擦係合力は極 めて強いものとなり、あたかも粘着力が生じたように作用する。また、雨天時の 雨水を被っても、ハイドロプレーニングを生じてブレーキシュー３とリム２が滑 るようなことはなくなる。さらに、Ａｌ合金にＳｉＣあるいはＡｌ2 Ｏ3 等の高 硬度のセラミック粒子が含有されると、合金自身の耐摩耗性が向上してリムの耐 久性が向上する。A partially cutaway perspective view of the rim 2 of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, A is a ceramic particle such as SiC or Al 2 O 3 , which is an Al—Cu based alloy, an Al—Mg—Si based alloy, an Al—Zn—Mg based alloy, or an Al—Zn—Mg—Cu. An Al alloy such as a system alloy is used as a base material, and 0.5 to 20% by weight of high hardness ceramic particles such as SiC or Al 2 O 3 having an average particle diameter of 0.5 to 20 μm is contained in the base material. is there. An explanatory view of an enlarged cross section of the structure of this metal-based composite material is shown in FIG. As shown in FIG. 2, this metal-based composite material contains SiC particles A dispersed in a base material of an aluminum alloy and protrudes from the surface of the material to form a hook on the entire surface. Therefore, as shown in FIG. 3, when the brake shoe 3 is set on the rim 2, when the brake is applied, the elastic body of the brake shoe 3 digs into the protrusion of the SiC particles A on the surface of the rim 2. The frictional engagement force between the brake shoe 3 and the rim 2 becomes extremely strong and acts as if an adhesive force had been produced. Further, even if the rainwater is exposed to rain, hydroplaning will not occur and the brake shoe 3 and the rim 2 will not slip. Further, when the Al alloy contains high hardness ceramic particles such as SiC or Al 2 O 3, the wear resistance of the alloy itself is improved and the durability of the rim is improved.
【０００９】[0009]
以下、本考案の実施例を図１〜図７に基づいて説明する。 本考案のリムは、図１に示すように、リム２本体を構成するＡｌ合金中にＳｉ Ｃ又はＡｌ2 Ｏ3 の粒子が全面に分散され、リム２表面には無数の微細なひかか りを形成している。図３に示すように、このリム２の側面にブレーキシュー３が 配設される。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the rim of the present invention, as shown in FIG. 1, particles of SiC or Al 2 O 3 are dispersed all over the Al alloy that constitutes the main body of the rim 2, and the surface of the rim 2 has innumerable fine scratches. Is formed. As shown in FIG. 3, a brake shoe 3 is arranged on the side surface of the rim 2.
【００１０】 本考案におけるリムの性能について、以下の実験により試験した。以下、図４ 〜図７に基づいて説明する。The performance of the rim of the present invention was tested by the following experiments. Hereinafter, description will be given with reference to FIGS.
【００１１】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の６Ｎ０１材の母材中に平均粒径５μm のＳｉＣ粒子 ０．５重量％添加した金属基複合材料からなるリムと６ＮＯ１材のみからなるリ ムについて、ブレーキによるリムの摩耗量を実験した。A rim made of a metal-based composite material containing 0.5% by weight of SiC particles having an average particle size of 5 μm and a rim made of only 6NO1 material in a base material of 6N01 material of Al-Mg-Si alloy The amount of wear of the rim was tested.
【００１２】 リムの断面形状、直径、及び表面状況を同一にして図４のようにセットして、 諸条件も同一にして、リムの摩耗量を重量測定により評価した。The cross-sectional shape, diameter, and surface condition of the rim were set to be the same, as shown in FIG. 4, and the conditions were also set to be the same.
【００１３】 すなわち、図４の装置において、実使用状況に近い条件とするため、リム２に タイヤ１を実装した車輪は時速１５Kmで矢印方向に回転する駆動ドラム４により 回転する。大人１人の体重である６０Kgを車輪に荷重するため、片持ち式のてこ ６の先端に３０Kgのおもり８を吊り下げ、支点７とおもり８の位置の２分の１の 場所に車輪支持軸５を装着し、ブレーキシュー３に常に一定の実際の締め付け力 を与えるためにブレーキレバー９に３Kgのおもり１０を吊り下げる。水１リット ル当たり１０grの山土を混入した泥液を毎秒４mlの割合で泥液容器１１から流下 管１２を通じてリム２とブレーキシュー３の接触部に滴下する。。That is, in the apparatus of FIG. 4, in order to make the condition close to the actual use condition, the wheel having the tire 1 mounted on the rim 2 is rotated by the drive drum 4 rotating in the direction of the arrow at a speed of 15 km per hour. In order to load 60 kg, which is the weight of one adult, on the wheel, a 30 kg weight 8 is hung on the tip of the cantilever lever 6 and the wheel support shaft is placed at a half of the fulcrum 7 and the weight 8. 5 is attached, and a weight 10 of 3 kg is hung on the brake lever 9 in order to always give a constant actual tightening force to the brake shoe 3. Mud containing 10 gr of mountain soil per 1 liter of water is dripped at a rate of 4 ml per second from the mud container 11 through the downflow pipe 12 to the contact portion between the rim 2 and the brake shoe 3. .
【００１４】 図４の装置にてリムブレーキ面の摩耗重量を測定した結果、連続５時間におけ る摩耗による減量は、 ６Ｎ０１材＋ＳｉＣリム ：１０gr減 ６Ｎ０１材のみのリム ：５６gr減 であった。なお、このテストでは５０gr以上の減量にてリムの寿命と判定してい る。As a result of measuring the wear weight of the rim brake surface with the apparatus of FIG. 4, the weight loss due to wear during 5 consecutive hours was 6N01 material + SiC rim: 10 gr reduction, rim of 6N01 material only: 56 gr reduction. In this test, the life of the rim is judged to be reduced by 50 gr or more.
【００１５】 この結果、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金６Ｎ０１母材中に０．５重量％のＳｉＣ粒 子を添加することにより５倍の寿命に耐えることがわかった。As a result, it was found that by adding 0.5% by weight of SiC particles to the Al—Mg—Si alloy 6N01 base material, it is possible to endure a life five times longer.
【００１６】 次に、金属基複合材料のＳｉＣ粒子の添加量と機械的強度の関係を、引張り 強さ、ヤング率、伸びに付いて測定した結果を、それぞれ図５ないし図７に 示す。図５から、ＳｉＣの添加量が２０％までは引張り強さは直線的に増加する が、２０％を超えると増加率は小さくなり、それほど引張り強さは向上しないこ とがわかる。図６から、ＳｉＣの添加量が増大するにつれてヤング率は直線的に 向上することがわかる。図７から、ＳｉＣの添加量が２０％を超えると伸びが急 激に減少して、靱性が悪くなることがわかる。Next, the relationship between the amount of SiC particles added to the metal-based composite material and the mechanical strength was measured for tensile strength, Young's modulus, and elongation, and the results are shown in FIGS. 5 to 7, respectively. From FIG. 5, it can be seen that the tensile strength linearly increases up to 20% of the amount of SiC added, but when it exceeds 20%, the increasing rate becomes small and the tensile strength does not improve so much. It can be seen from FIG. 6 that the Young's modulus linearly increases as the amount of SiC added increases. From FIG. 7, it can be seen that when the amount of SiC added exceeds 20%, the elongation sharply decreases and the toughness deteriorates.
【００１７】 以上の結果、引張強さ、ヤング率共にＳｉＣ添加量の増加につれて直線的に向 上するが、伸びに関してはＳｉＣの添加量が２０％超えると急激に低下し、靱性 に問題が生じる、すなわち衝撃によりリムが急激破壊を起こし、乗車安全面で問 題となる。As a result, both the tensile strength and the Young's modulus linearly improve as the amount of SiC added increases, but the elongation decreases sharply when the amount of SiC added exceeds 20%, causing a problem in toughness. That is, the impact causes the rim to be abruptly broken, which poses a problem for passenger safety.
【００１８】 次いで、アルミニウム合金にＳｉＣ粒子を添加したアルミニウム基複合材料か らなるリムを陽極酸化処理してアルマイト化すると、リム表面はグレー色に着色 され、意匠的に落ちついた深みのある色合いを得ることができた。Next, when a rim made of an aluminum-based composite material in which SiC particles are added to an aluminum alloy is anodized to be anodized, the rim surface is colored in gray and has a deep color tone that is quiet in design. I was able to get it.
【００１９】[0019]
アルミニウム合金にセラミック粒子を上記構成で添加した金属基複合材料か らなるリムであるため、ブレーキシューと当接するリム側面において微細な凹凸 構造となるため、摩擦力および食い込み力が増大し、あたかも粘着力が作用して ているようになり、ブレーキ制動力が増大する。そして、雨水等により摩擦力が 無くなることもない。 Since the rim is made of a metal-based composite material in which ceramic particles are added to the aluminum alloy in the above configuration, the rim side surface that contacts the brake shoe has a fine uneven structure, which increases the frictional force and the biting force, resulting in an adhesion The force is acting and the braking force increases. Also, the frictional force will not be lost by rainwater or the like.
【００２０】 リム自身の耐摩耗性が著しく向上することにより、リムの摩耗による肉厚の 減少もなくなり車輪強度を長く保持することができる。Since the wear resistance of the rim itself is remarkably improved, the reduction in the wall thickness due to the wear of the rim is eliminated and the wheel strength can be maintained for a long time.
【００２１】 母材となるアルミニウム合金の特性を損なうことがないため、リム断面の複 雑な形状を容易に成形できる。Since the characteristics of the aluminum alloy as the base material are not impaired, the complex shape of the rim cross section can be easily formed.
【００２２】 アルマイト処理した場合、ＳｉＣ粒子を添加したアルミニウム基複合材料は グレー色の発色を呈し、意匠的な効果もある。When anodized, the aluminum-based composite material to which SiC particles are added exhibits a gray color and has a design effect.
【００２３】 本考案は、以上のような従来技術では得られなかった優れた効果を奏するもの である。The present invention has excellent effects that cannot be obtained by the above conventional techniques.
【図１】本考案のリムの一部切断斜視図である。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a rim of the present invention.
【図２】Ｓｉｃ粒子添加Ａｌ基複合金属材料の組織拡大
説明図である。FIG. 2 is an enlarged view of the structure of a Sic particle-added Al-based composite metal material.
【図３】本考案のリムにブレーキシューを配設した横断
面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a brake shoe provided on the rim of the present invention.
【図４】本考案のリムの実使用の性能を試験する試験装
置の模式説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory view of a test device for testing the performance of the rim of the present invention in actual use.
【図５】本考案のリムの材料のＳｉＣ含有量と引張強さ
との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the SiC content and the tensile strength of the material of the rim of the present invention.
【図６】本考案のリムの材料のＳｉＣ含有量とヤング率
との関係を示す図である。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the SiC content and Young's modulus of the rim material of the present invention.
【図７】本考案のリムの材料のＳｉＣ含有量と伸びとの
関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the SiC content and the elongation of the material of the rim of the present invention.
Ａ ＳｉＣ粒子 １ タイヤ ２ リム ３ ブレーキシュー ４ 駆動ドラム ５ 車輪支軸 ６ てこ ７ 支点 ８ おもり ９ ブレーキレバー １０ おもり １１ 泥液容器 １２ 流下管 A SiC particles 1 Tire 2 Rim 3 Brake shoe 4 Drive drum 5 Wheel support shaft 6 Lever 7 Support point 8 Weight 9 Brake lever 10 Weight 11 Mud container 12 Downflow pipe
Claims (1)
間をスポークで結合した自転車用車輪において、前記ア
ルミニウム合金リムが平均粒径０．５ないし２０μm の
ＳｉＣあるいはＡｌ2 Ｏ3 等の高硬度のセラミック粒子
をアルミニウム合金母材中に０．５ないし２０重量％並
びに不可避不純物を含有した金属基複合材料から成るこ
とを特徴とする自転車リム。1. A bicycle wheel in which a hub and a rim made of an aluminum alloy are connected by spokes, wherein the aluminum alloy rim has a high hardness such as SiC or Al 2 O 3 having an average particle diameter of 0.5 to 20 μm. A bicycle rim characterized by comprising a metal-based composite material containing ceramic particles in an aluminum alloy base material in an amount of 0.5 to 20% by weight and inevitable impurities.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6207093U JPH0726204U (en) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | Bicycle rim |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6207093U JPH0726204U (en) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | Bicycle rim |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0726204U true JPH0726204U (en) | 1995-05-16 |
Family
ID=13189467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6207093U Pending JPH0726204U (en) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | Bicycle rim |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726204U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002127982A (en) * | 2000-10-23 | 2002-05-09 | Miyata Ind Co Ltd | Contamination preventing device for light alloy rim for bicycle |
-
1993
- 1993-10-25 JP JP6207093U patent/JPH0726204U/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002127982A (en) * | 2000-10-23 | 2002-05-09 | Miyata Ind Co Ltd | Contamination preventing device for light alloy rim for bicycle |
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